技术领域
[0001] 本
发明涉及直线引导装置技术领域，特别涉及正压力重载柱滚动导轨副，是一种全新理念的机械零件组合，应用范围非常广泛，具体地述说就是一种新型的直线滚动功能部件。
背景技术
[0002] 人类机械工程的发展史，也是科技进步的发展史。以往两机械零件的平面相互运动称为低副导轨，见图1。低副导轨运动静
摩擦系数较大，动力源的驱动功率大，零件表面在运动中易发热，易磨损，不能满足生产需要。往后在不断地生产实践摸索中出现了两零件之间的滚动，即在两零件运动平面中增加了滚珠、滚柱为
滚动体称为高副导轨，见图2。高副导轨运动的动
静摩擦系数较小，因而驱动功率小，且零件不易发热，不易磨损。典型案例是以前使用的直线运动低副导轨普遍改为直线滚动的高副导轨，并涌现出许多高副导轨的制作厂家。使机械工程的直线运动技术迈出了一大步并取得了很好的应用效果。
[0003] 再具体地描述：直线滚动导轨分滚珠和滚柱两种。一种是
钢球为滚动体的直线滚动导轨，见图3。所承载的
滚道是点
接触，故承载能力低。工作运行过程中易产生振动，不能承受大切削力加工，同样不能满足机械产品日益增长中的使用要求。之后，导轨形式又演变为一种滚柱为滚动体的直线滚柱滚动导轨，见图,4。即在导轨两侧加工出四条呈45度分布的平面滚道，四列滚柱与之接触。较滚珠滚动导轨而言，确实增大了导轨副的承载能力。但随之而来又产生了使用性能问题。因滑
块的受力滚道面位于滑块的开口部，承载负荷达一定数值后，45度方向上存在
水平分力，迫使滑块开口部有扩张
变形。导致导轨副的滚动性能与承载能力大为降低。在一定状况下甚至造成滚动体在运动中有滑动现象。一旦滑动，势必将导轨面拉出深痕而报废。
[0004] 为解决上述问题，本案
发明人设计出一种新型的直线滚柱滚动重载导轨，见图5。将滑块中承受重
载荷的滚柱置于导轨顶部的平面上，导轨两侧保留两条滚柱滚道平面，实现真正意义上的“重载”，称为“正压力重载柱滚动导轨副”。
发明内容
[0005] 本发明的目的是针对目前市场上的直线滚动导轨副性能上之不足而发明设计的新型重载、超重载直线滚动导轨，以满足不同用户更好地、更高地使用需求。
[0006] 本发明的技术方案是提供正压力重载柱滚动导轨副，包括：导轨1和与之配合的滑块2，所述导轨1顶面是承受运动重载物体正压力的主运动面，有一列大滚柱3位于导轨1顶面，导轨1两侧是承载力的导向面，有两列小滚柱4各位于一侧，约束运动物体左右和径向旋转的偏差倾向，所述滑块2的两翼设有
法兰5，三列滚柱置于滑块2的三条经过磨削的平面上，通过返回器6作无限循环运行。
[0007] 进一步的以规格45型导轨为例，所述大滚柱3直径为6mm，长度为30mm。
[0008] 进一步的所述滚柱3两端设计有小台阶，小台阶直径为2mm,长度为2mm。
[0009] 进一步的所述小滚柱4中心与垂直承载力的方向的夹
角为45度。
[0010] 进一步的所述小滚柱4直径为4.5mm,长度为6mm。
[0011] 进一步的所述导轨1主运动面槽宽与长度为30mm大滚柱3有0.1mm间隙。
[0012] 进一步的所述导轨1两侧45度夹角导向面及顶面在导轨磨床上一次装夹磨出，三条导轨滚道面直线度一致。
[0013] 与
现有技术相比，本发明的有益效果包括：将传统的滚柱导轨滑块开口端的两列滚柱合并为一列大滚柱置于导轨顶部滑块槽内，见图5，使大滚柱在任何状况下不脱离滑块。承载物通过滚柱将重力P垂直传递至导轨顶面，受力为P,分力为零。图4滚柱滚动导轨的承载物是将重力P通过滑块开口部的两列滚柱作用于导轨45度方向的两侧导轨上，受力为P×sin45°，滑块存在侧向分力。滚柱滚动导轨的承载力越大，滑块开口部的侧向分力越大，导致开口扩张变形，严重影响滑块的正常运行，甚至出现滚柱滑动现象。
[0014] 本发明针对目前市场上各种导轨性能欠缺而设计出的正压力重载柱滚动导轨副，主承载力是作用于导轨顶部平面上的大滚柱，接触宽度大于图4滚柱滚动导轨45度方向滚柱接触宽度。正压力重载柱滚动导轨副额定静载荷远大于图4滚柱滚动导轨额定静载荷。以规格为直径4.5mm滚柱导轨副为例，图4直经4.5mm滚柱为两列滚柱与导轨面接触长度之和为12mm。图5柱滚动导轨主承载滚柱与导轨平面接触长度是30mm,是图4滚柱滚动导轨的2.5倍，且没有侧向分力。它所承受的重载荷为正压力，效果远大于图4滚柱滚动导轨。
[0015] 因以上优势，本发明额定动载荷与工作中的活动载荷(加工零件中的切削力载荷)的刚性也大大增强。因而图5正压力重载柱滚动导轨副的工作性能接近于机床硬轨。达到即有滑轨的轻便运行，又有硬轨刚性的切削效果。
[0016] 本发明导轨高度较传统导轨有所降低，运行更加稳定。
[0017] 本发明主受力面在导轨平面运行，较传统导轨于45度斜面方向运行而言，滑块的滚动性更好。
[0018] 本发明较传统滚柱导轨在返回器设计方面更为简易。传统滑块45度方向有四列滚柱，返回器端面因结构限制，返回器滚道有
叠加，结构复杂，工艺性不好。本发明滑块45度方向只有两列滚道，滚柱循环更为顺畅。
[0019] 本发明所需设备的导轨安装兼容性好。特别是可以共用图4中滚柱滚动导轨的设备，更换改进过程中更为快捷简便，适用性更好。
[0020] 本发明构造简单，使用便易，具有较好的应用前景。
附图说明
[0021] 为了更清楚地说明本发明
实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，根据这些附图获得其他相关的附图也在本发明的保护范围之内。
[0022] 图1是直线运动低副导轨示意图；
[0023] 图2是直线滚动高副导轨示意图；
[0024] 图3是滚珠滚动导轨示意图；
[0025] 图4是滚柱滚动导轨示意图；
[0026] 图5是正压力重载柱滚动导轨副剖示图；
[0027] 图6是正压力重载柱滚动导轨副结构示意图；
[0028] 附图中：1、导轨；2、滑块；3、大滚柱；4、小滚柱；5、法兰；6、返回器。
具体实施方式
[0029] 鉴于现有技术中的不足，本案经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案。如下将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
[0030] 本发明实施例中提供的正压力重载柱滚动导轨副，包括：导轨1和与之配合的滑块2，所述导轨1顶面是承受运动重载物体正压力的主运动面，有一列大滚柱3位于导轨1顶面，导轨1两侧是承载力的导向面，有两列小滚柱4各位于一侧，约束运动物体左右和径向旋转的偏差倾向，所述滑块2的两翼设有法兰5，三列滚柱置于滑块2的三条经过磨削的平面上，通过返回器6作无限循环运行。
[0031] 本发明实施例中提供的正压力重载柱滚动导轨副，以规格45型导轨为例，大滚柱3直径为6mm，长度为30mm。
[0032] 本发明实施例中提供的正压力重载柱滚动导轨副，滚柱3两端设计有小台阶，小台阶直径为2mm,长度为2mm。
[0033] 本发明实施例中提供的正压力重载柱滚动导轨副，小滚柱4中心与垂直承载力的方向的夹角为45度。
[0034] 本发明实施例中提供的正压力重载柱滚动导轨副，小滚柱4直径为4.5mm,长度为6mm。
[0035] 本发明实施例中提供的正压力重载柱滚动导轨副，导轨1主运动面槽宽与长度为30mm大滚柱3有0.1mm间隙。
[0036] 本发明实施例中提供的正压力重载柱滚动导轨副，导轨1两侧45度夹角导向面及顶面在导轨磨床上一次装夹磨出，三条导轨滚道面直线度一致。
[0037] 与现有技术相比，本发明的有益效果包括：将传统的滚柱导轨滑块开口端的两列滚柱合并为一列大滚柱置于导轨顶部滑块槽内，见图5，使大滚柱在任何状况下不脱离滑块。承载物通过滚柱将重力P垂直传递至导轨顶面，受力为P,分力为零。图4滚柱滚动导轨的承载物是将重力P通过滑块开口部的两列滚柱作用于导轨45度方向的两侧导轨上，受力为P×sin45°，滑块存在侧向分力。滚柱滚动导轨的承载力越大，滑块开口部的侧向分力越大，导致开口扩张变形，严重影响滑块的正常运行，甚至出现滚柱滑动现象。
[0038] 本发明针对目前市场上各种导轨性能欠缺而设计出的正压力重载柱滚动导轨副，主承载力是作用于导轨顶部平面上的大滚柱，接触宽度大于图4滚柱滚动导轨45度方向滚柱接触宽度。正压力重载柱滚动导轨副额定静载荷远大于图4滚柱滚动导轨额定静载荷。以规格为直径4.5mm滚柱导轨副为例，图4直经4.5mm滚柱为两列滚柱与导轨面接触长度之和为12mm。图5柱滚动导轨主承载滚柱与导轨平面接触长度是30mm,是图4滚柱滚动导轨的2.5倍，且没有侧向分力。它所承受的重载荷为正压力，效果远大于图4滚柱滚动导轨。
[0039] 因以上优势，本发明额定动载荷与工作中的活动载荷(加工零件中的切削力载荷)的刚性也大大增强。因而图5正压力重载柱滚动导轨副的工作性能接近于机床硬轨。达到即有滑轨的轻便运行，又有硬轨刚性的切削效果。
[0040] 本发明导轨高度较传统导轨有所降低，运行更加稳定。
[0041] 本发明主受力面在导轨平面运行，较传统导轨于45度斜面方向运行而言，滑块的滚动性更好。本发明较传统滚柱导轨在返回器设计方面更为简易。传统滑块45度方向有四列滚柱，返回器端面因结构限制，返回器滚道有叠加，结构复杂，工艺性不好。本发明滑块45度方向只有两列滚道，滚柱循环更为顺畅。
[0042] 本发明所需设备的导轨安装兼容性好。特别是可以共用图4中滚柱滚动导轨的设备，更换改进过程中更为快捷简便，适用性更好。
[0043] 本发明构造简单，使用便易，具有较好的应用前景。
[0044] 本发明提供的正压力重载柱滚动导轨副，应当理解，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
